金属切削机床及数控机床第一章
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数控机床课件
第一节 金属切削机床
第二节 数控机床概论
复习思考题
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第一节 金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节 立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节 加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理 如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？ 他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？ 哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时， 主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护 进给系统的安全？
第二节 数控机床概论
复习思考题
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第一节 金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节 立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节 加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理 如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？ 他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？ 哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时， 主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护 进给系统的安全？
第一章 数控机床概述
第一节 数控机床的加工特点及其应用
6)数控机床加工的自动化程度很高，除刀具的进给运动外， 对零件的装夹、刀具的更换、切屑的排除等工作均能自动 完成。 7)采用数控机床加工，能通过选用最佳工艺路线和切削用 量，有效地减少加工中的辅助时间，较大地提高生产效率。 8)在数控机床上加工零件，一般可省去前期划线、中间检 验等工作，通常还可省去复杂的工装，减少对零件的安装、 调整等工作，故能明显缩短加工的准备时间，降低生产费 用。
新型数控车床的空转动时间大为缩短。
第三节 数控车床概述
(3)高柔性 数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品 种、小批量零件的自动加工。 (4)高可靠性 随着数控系统的性能提高，数控机床的无故 障时间迅速提高。 (5)工艺能力强 数控车床既能用于粗加工又能用于精加工， 可以在一次装夹中完成其全部或大部分工序。 (6)模块化设计 数控车床的制造采用模块化原则设计。 三、数控车床的组成及布局
第一章
第一节 数控机床的加工特点及其应用
一、数控机床的加工特点 1)能加工超精零件。 2)能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。 3)能加工普通机床不能(或不便)加工的多种零件。 4)能加工经一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 5)一台数控机床可同时加工两个或多个相同的零件，也可 同时加工多工序的不同零件。
一、数控机床的组成
图1-16 数控机床的组成
第二节 数控机床的组成及工作原理
1.输入装臵 (1)控制介质输入 所谓控制介质就是数控信息的物质载体， 通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装臵是光电 纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。 (2)手工输入 利用键盘和显示屏，输入控制机床运动和刀 具运动的指令。 (3)直接输入存储器 从自动编程机上、其他计算机上或网 络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装 臵的存储器，这是现代数控机床的发展趋势。
第一章数控机床概论
第一章数控机床概论第一章数控机床概论1．简述数控机床、数控技巧的全然概念2．简述数控机床的产生过程以及数控技巧的成长趋势3．与传统机床比拟,数控机床有何特点？4．数控机床有哪几部分构成?各部分的感化是什么？5．简述数控机床的加工道理、应用范畴6．按操纵体系的特点数控机床分哪几类？7．按伺服体系的操纵道理数控机床分哪几类？8．什么是点位操纵、直线操纵、轮廓操纵数控机床？第二章运算机数控体系1．CNC体系重要由哪几部分构成？CNC装配重要由哪几部分构成？2．试述CNC装配的工作过程。
3．单微处理器构造的CNC装配与多微处理器构造的CNC装配有何差别？多微处理器构造的CNC装配有哪些全然功能模块？4．共享总线构造的CNC装配与共享储备器构造的CNC装配各有何特点？5．试分析现代CNC装配的硬件构造的特点？6．CNC装配中常用的CPU有哪几类？其特点若何？7．CNC装配中常用的储备器有哪几类？其特点若何？8．CNC装配与机床电气设备之间的接口按功能分为哪几类？各传送什么信息？9．CNC装配的I/O接口电路中常用哪些抗干扰技巧？10．CNC装配的软件构造可分为哪两类？各有何特点？11．中断型构造的软件中，各中断办事法度榜样的优先级是若何安排的？12．CNC装配常用的输入输出设备有哪些？13．CNC装配常用的通信接口有哪些？各有什么特点？14．现代CNC装配的诊断技巧有哪些成长偏向?15．CNC装配的重要技巧指标有哪些？16．简述我国应用较多的几种典范CNC装配的功能和特点？17．何谓刀具长度补偿、刀具半径补偿？其履行过程若何？18．B功能刀具半径补偿与C功能刀具半径补偿的差别在何处？19．什么叫插补？今朝应用较多的插补算法有哪些？20．试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅱ象限直线插补公式。
21．设欲加工第一象限直线OE、起点坐标为O（0，0），终点坐标为E（11，8），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。
《机床概论》课件 第一章 机床的运动分析
2,切削刃的形状是 一条切削线, 一条切削线,它与 要形成的发生线的 形状完全吻合. 形状完全吻合. 3,切削刃仍然是 , 一条切削线, 一条切削线,但与 需要形成的发生线 的形状不吻合
(二)形成发生线的方法及所需的运动 由于使用的刀具切削刃形状和采取的 加工方法不同, 加工方法不同,形成发生线的方法可归纳 为四种: 为四种: 成形法: 1,成形法: 不需要运动
2,展成法 需要一个复合运动 刀具—插齿刀 插齿刀, 刀具 插齿刀,齿轮 滚刀和花键滚刀 切削刃—与需要形成 切削刃 与需要形成 的发生线共轭的切削 线 3,轨迹法
需要一个运动 用尖头车刀, 用尖头车刀,刨 刀等刀具加工时
4,相切法
刀具—铣刀,砂轮等旋转加工刀具 刀具 Nhomakorabea刀, 铣刀 垂直于刀具旋转轴线的截面内, 垂直于刀具旋转轴线的截面内,切削刃 也可看作是点, 也可看作是点, 当该切削点绕着刀具轴 线作旋转运动, 线作旋转运动,刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动 需要两个运动
第二节 机床的运动
在机床上, 在机床上,为了得到所需的工件表 面形状, 面形状, 必须使刀具和工件按上述四种 方法之一完成一定的运动. 方法之一完成一定的运动.这种运动称 表面成形运动 此外,还有多种辅助 运动. 为表面成形运动.此外,还有多种辅助 运动. 运动.
一,表面成形运动 表面成形运动是保证得到工 表面成形运动是保证得到工 件要求的表面形状的运动 的运动. 件要求的表面形状的运动.
例3
用螺纹车刀车削螺纹
母线:成形法, 母线:成形法,不需成形运动 导线: 螺旋线,轨迹法, 导线: 螺旋线,轨迹法,需一个复合成 形运动, 形运动,
例4
用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面
金属切削机床 第一章 金属切削机床概述
目前,数控机床品种已经基本齐全,规格繁多,据不完全统计 已有400多个品种规格,可以按照多种原则来进行分类。
1.按工艺用途分类 (1)一般数控机床 这类机床和传统的普通机床品种一样,有数控 的车、铣、镗、钻、磨床等等,而且每一种又有很多品种,例如数 控铣床中就有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等等。
1)减少机床台数,便于管理,对于多工序的零件只要一台机床就能 完成全部加工,并可以减少半成品的库存量。
第一章 金属切削机床概述
第一节 金属切削机床的分类和型号
一、金属切削机床的分类
金属切削机床的品种和规格繁多,为了便于区别、管理和使 用机床,在国家制订的机床型号编制方法中,按照机床的加工 方式、使用的刀具及其用途,将机床分为11类:车床、钻床、 镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插 床、拉床、锯床和其他机床。
3.机床的主参数或设计顺序号
机床型号中的主参数用折算值(主参数乘以折算系数)表示,位于组 别、系别代号之后。
4.机床的主轴数或第二主参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-1 通用机床类代号
二、金属切削机床型号的编制方法 机床型号是机床产品的代号。
1.机床的类、组、系代号 机床的类别及分类代号见表1-1。
2.通用特性和结构特性代号 当某类型机床,除有普通形式外,还有某种通用特性时,则在类代号 之后加用大写汉语拼音字母表示的通用特性代号予以区分。
表1-2 通用特性代号
图1-2 牛头刨床的工作运动
表1-7 常见刨床的类型
表1-7 常见刨床的类型
1.按工艺用途分类 (1)一般数控机床 这类机床和传统的普通机床品种一样,有数控 的车、铣、镗、钻、磨床等等,而且每一种又有很多品种,例如数 控铣床中就有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等等。
1)减少机床台数,便于管理,对于多工序的零件只要一台机床就能 完成全部加工,并可以减少半成品的库存量。
第一章 金属切削机床概述
第一节 金属切削机床的分类和型号
一、金属切削机床的分类
金属切削机床的品种和规格繁多,为了便于区别、管理和使 用机床,在国家制订的机床型号编制方法中,按照机床的加工 方式、使用的刀具及其用途,将机床分为11类:车床、钻床、 镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插 床、拉床、锯床和其他机床。
3.机床的主参数或设计顺序号
机床型号中的主参数用折算值(主参数乘以折算系数)表示,位于组 别、系别代号之后。
4.机床的主轴数或第二主参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-1 通用机床类代号
二、金属切削机床型号的编制方法 机床型号是机床产品的代号。
1.机床的类、组、系代号 机床的类别及分类代号见表1-1。
2.通用特性和结构特性代号 当某类型机床,除有普通形式外,还有某种通用特性时,则在类代号 之后加用大写汉语拼音字母表示的通用特性代号予以区分。
表1-2 通用特性代号
图1-2 牛头刨床的工作运动
表1-7 常见刨床的类型
表1-7 常见刨床的类型
第1章 概论1.1NC的基本概念
数控技术（NC技术）: 数控技术（NC技术） 技术
数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的技 指用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的技 即数字控制（ Control）技术。 术，即数字控制（Numerical Contr常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有 的开关量。 关的开关量。
7
我国第一台数控机床
8
4、数控机床的世界水平
目前世界最大的厂商是：日本 目前世界最大的厂商是：日本FANUC、 Mazak ；德 、 国Siemens、DMG；美国 、 ；美国HAAS、哈挺；其余还有西班牙 、哈挺； Fagao、法国扭姆等。 、法国扭姆等。 （1）数控机床发展方向 ） 一、高速高效 高速高效 高精度 二、高精度 三、高可靠性 四、多功能 五、智能化 六、柔性化 例如： 例如： 五轴及以上联动数控机床； 五轴及以上联动数控机床； 高速数控机床； 高速数控机床；* 复合化的数控机床； 复合化的数控机床； 主轴转速： 主轴转速：10000~100000r/min 快移速度： 快移速度：30~100m/min 加 速 度：0.5~5G(1gal=1cm/s2) 换刀时间： 左右(T-T) 换刀时间：1.5~2s左右 左右 重复定位精度： 重复定位精度：1µm 9
5、信息化的车铣加工中心
16
1.1.2 数控机床的组成和工作原理
1、数控机床的组成
强电输入
NC机床组成： 机床组成： 机床组成
输 入 装 置
程 序 载 体
数 控 装 置
强电控制装置
主轴
伺服驱动控制
工 作 台
检测反馈装置
机床
17
CNC机床组成： 机床组成： 机床组成
操作面板 输入 输出 装置
《数控技术及应用》课件第1章
第1章 绪 论 2． 输入装置
输入装置的作用是将程序载体上的数控代码传递并存入数 控系统内。编好的数控程序，可通过光电阅读机、磁带机等输 入装置存储到载体上。目前，随着CAD/CAM、CIMS技术的发展， 越来越多地采用串行通信方式进行程序的传输。
为了便于加工程序的编辑修改、模拟显示，数控系统通过 显示器为操作人员提供必要的信息界面。较简单的显示器只有 若干个数码管，只能显示字符；较高级的系统一般配有CRT显 示器或液晶显示器， 可以显示图形。
第1章 绪 论
在数控机床上除了上述轨迹控制和点位控制外，还有许多 动作，如主轴的启停、刀具的更换、 冷却液的开关、电磁铁 的吸合、电磁阀的启闭、离合器的开合、各种运动的互锁和连 锁；运动行程的限位、急停、报警、进给保持、循环启动、 程序停止、 复位等等。 这些都属于开关量控制，一般由可编 程控制器（Programmable Controller, 简称为PC，也称为可 编程逻辑控制器PLC， 又称为可编程机床控制器PMC）来完成， 开关量仅有“0”和“1”两种状态， 显然可以很方便地融入机 床控制系统中， 实现对机床各种运动的数字控制。
第1章 绪 论
1.2 数控机床的组成与工作原理
1.2.1 数控机床的组成 数控机床一般由输入／输出装置、 数控装置、 伺服驱动
装置、 辅助控制装置和机床（或称裸机）等五部分组成， 如 图1-1所示。
-
第1章 绪 论
图 1 1 数 控 机 床 的 组 成
第1章 绪 论
1． 程序编制及程序载体
数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工 零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上 的相对位置，即零件在机床上的安装位置，刀具与零件相对运 动的尺寸参数，零件加工的工艺路线、切割加工的工艺参数以 及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数 等加工信息后，用有文字、数字和符号组成的标准数控代码， 按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序。 编制程序 的工作可由人工进行。对于形状复杂的零件，则要在专用的编 程机或通用计算机上使用CAD／CAM软件进行自动编程。
机械制造技术基础第1章金属切削加工基础知识 共116页
吃刀量asp，也常称为切削用量三要素。
• （1）切削速度
• 切削速度即主运动的速度。 • ① 主运动为旋转运动 • 大多数主运动属于回转运动，切削速度为刀具或工件最大直径
• 处的线速度v：c60 d 1n 000(m /s或 者 m /m in)
• d——完成主运动的刀具或者工件的最大直径(mm)； • n——主运动的转速(rad/S或r/min)。
（2）进给运动和进给速度
① 由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上 多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。
② 进给运动可以用进给速度vf或进给量f、fz、af来表示。
③ 进给运动的特点：速度低；消耗的机床功率少；各种 切削加工方法可以有一个或多个进给运动，一般不唯一。
1.2 切削运动与切削用量
运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这 些成形运动。
例1-1 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成， 需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个，即 Bl和A2，都是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
母线
导线
成形法
导线
母线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
表面成形运动是保证得到工件 要求的表面形状的运动。例 如用车刀车削外圆柱面，形 成母线和导线的方法，都属 于轨迹法。工件的旋转运动 B1，产生母线（圆）；刀具 的纵向直线运动A2产生导线 （直线）。运动B1和A2就是 形成外圆表面两两个成形运 动。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
• （1）切削速度
• 切削速度即主运动的速度。 • ① 主运动为旋转运动 • 大多数主运动属于回转运动，切削速度为刀具或工件最大直径
• 处的线速度v：c60 d 1n 000(m /s或 者 m /m in)
• d——完成主运动的刀具或者工件的最大直径(mm)； • n——主运动的转速(rad/S或r/min)。
（2）进给运动和进给速度
① 由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上 多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。
② 进给运动可以用进给速度vf或进给量f、fz、af来表示。
③ 进给运动的特点：速度低；消耗的机床功率少；各种 切削加工方法可以有一个或多个进给运动，一般不唯一。
1.2 切削运动与切削用量
运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这 些成形运动。
例1-1 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成， 需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个，即 Bl和A2，都是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
母线
导线
成形法
导线
母线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
表面成形运动是保证得到工件 要求的表面形状的运动。例 如用车刀车削外圆柱面，形 成母线和导线的方法，都属 于轨迹法。工件的旋转运动 B1，产生母线（圆）；刀具 的纵向直线运动A2产生导线 （直线）。运动B1和A2就是 形成外圆表面两两个成形运 动。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
机床数控技术 第五版 第一章 数控技术概论
2.闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台专用计算机作为数控系 统 , 这就是硬件连接数控 , 简称数控(NC)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台专用计算机作为数控系 统 , 这就是硬件连接数控 , 简称数控(NC)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :
第一单元 数控机床简介
第一单元数控机床简介第一节数控机床基本概述随着社会生产和科学技术的飞速发展，机械制造技术发生了深刻的变化，机械产品日趋精密复杂，且改型频繁，尤其是在宇航、军事、造船等领域所需的零件，精度要求高，形状复杂，批量又小。
传统的普通加工设备已难以适应市场对产品多样化的要求。
为了满足上述要求，以数字控制技术为核心的新型数字程序控制机床应运而生。
1948年，美国帕森斯公司（Parsons Co）受美国空军委托与麻省理工学院伺服机构研究所（Servo Mechanismus Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology）合作进行数控机床的研制工作。
1952年，第一台三坐标立式铣床试制成功，但第一台工业用数控机床直到1954年11月才生产出来。
我国数控机床的研制是从1958年起步的，由清华大学研制出了最早的样机。
早期的数控机床控制系统采用电子管，其体积大，功耗高，只在军事部门应用，只有在微处理机用于数控机床后，才真正使数控机床得到了普及。
一、何谓数控机床数控（NC）是数字控制（Numerical Control）的简称，是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。
装备了数控技术的机床，称为数控机床，也简称为NC机床。
70年代初，随着计算机技术的发展，使小型计算机的价格急剧下降，采用小型计算机代替专用控制计算机的第四代数控系统，不仅在经济上更为合算，而且许多功能可用编制的专用程序来实现，将它存储在小型计算机的存储器中，构成所谓控制软件，提高了系统的可靠性和功能特色。
这种数控系统又称为软接线（软线）数控，即计算机数控系统，简称CNC （Computerized NC）。
1976年制成以微处理机为核心的数控系统，称为第五代微型机数控系统。
简称MNC （Microcomputerized NC）。
国际信息联盟第五技术委员会对数控机床做了如下定义：数控机床是一个装有程序控制系统的机床。
第一章 机床的运动分析
例 3-2 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面图 （ 3-9 ） 。 母线——渐开线，由展成法形成，需要 1 个复合的表面成形运动，可分解为滚 刀旋转运动 B11 和工件旋转运动 B12 两个部分，B11 和 B12 之间必须保持严格的 相对运动关系。 导线——直线，由相切法形成，需要 2 个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和 滚刀沿工件轴向移动 A2。其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分 B11 重合，所 以形成表面所需的成形运动的总数只有 2 个，一个是复合运动（ B11 和 B12 ）， 另一个是简单运动（ A2 ） 。
第三节 机床的传动联系和传动原理图
一. 机床的传动联系
为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下 3 个基本部 分： （ 1 ） 执行件——执行机床运动的部件，运动），并 保持其运动的准确 性 。 （ 2 ） 动力源——提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源，一般 为电机 。 （ 3 ） 传动装置——传递运动和动力的装置，把动力源的运动和动力传 给执行件。传动装置通常还需完成变速、换向、改变运动形式等任务， 使执行件获得所需要的运动速度、运动方向和运动形式。 传动装置把执行件和动力源或者把有关的执行件之间联接起来，构成传 动联系。
图 3-7 为用插齿刀加工齿轮 。 插齿机加工原理为插齿刀和工件模拟一对圆柱齿 轮的啮合过程，产生渐开线（ 母线 ）靠展成法，需要一个展成运动。如上所述， 这个展成运动也可分解为插齿刀的旋转运动 B11 和工件的旋转运动 B12 。 B11 和 B12 是 一个运动的两个部分，它们必须保持严格的相对运动关系 ， 即插齿刀 每均匀转过一个齿，工件也应均匀转过一个齿。齿轮齿面的导线（直线）用轨迹 法形成，由插齿刀的上下往复运动 A2 实现。 在多轴联动的数控机床中，有些复合的表面成形运动可以分解为更多个部分的 简单运动，每个部分就是机床的一个坐标轴。复合运动虽然可以分解成几个部分， 每个部分是一个旋转或直线运动，与简单运动相象，但这些部分之间必须保持严 格的相对运动关系，是相互依存而不是独立的。所以复合运动是一个运动，而不 是两个或两个以上的简单运动。 （ 2 ） 零件表面成形所需的成形运动母线和导线是形成零件表面的两条发生线 ， 形成表面所需要的成形运动 ， 就是形成其母线及导线所需要的成形运动的综和 （有时是总和）。 为了加工出所需的零件表面 ， 机床就必须具备这些成形运动。 例 3-1 用成形车刀车削成形回转表面图 （教材图 1-11 ）。 母线——曲线，由成形法形成，不需要成形运动。 导线——圆，由轨迹法形成，需要 1 个成形运动 B1 。 因此，形成表面的成形运动总数为 1 个（ B1 ）， 是一个简单运动。
【机械课件】第一章数控机床--加工程序编制基础
夹紧力作用点与夹紧变形的关系
夹紧力作用点与夹紧变形的关系
a) 薄壁套
b) 改进方法2
c)改进方法2
§1.3 数控机床的坐标系
4 数控加工工艺设计方法
（3）确定刀具与工件的相对位置 对刀点的选择原则如下： （1）所选的对刀点应使程序编制简单； （2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零 件加工原点的位置； （3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的 位置； （4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。
§1.1 数控程序编制的概念
数控程序编制的定义和方法 字符与代码 与字的功能类别
程序格式
§1.1 数控程序编制的概念
一 数控程序编制的定义和方法
数控加工相关基本概念的介绍： （1）数控机床： （2）NC（Numarical Control）: （3）CNC： （4）数控系统： （5）数控编程：
刀具切入和切出时的外延
§1.3 数控机床的坐标系
4 数控加工工艺设计方法
（2）确定定位和夹紧方案
在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题： 1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基 准的统一； 2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次 装夹后能加工出全部待加工表面； 3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；
§1.2 数控机床的坐标系
二 机床坐标系的原点
1）数控车床的原点
图1.6 车床的机床原点
§1.2 数控机床的坐标系
（2）数控铣床的原点
图1.7 铣床的机床原点
§1.2 数控机床的坐标系
（3）机床参考点
图1.8机床参考点
§1.2 数控机床的坐标系
（4）编程坐标系
图1.9 编程坐标系
§1.2 数控机床的坐标系
金属切削教案课程
金属切削教案课程第一章：金属切削基础1.1 金属切削概念介绍金属切削的定义和作用解释切削加工的基本原理1.2 切削工具介绍不同类型的切削工具（刀片、钻头等）解释切削工具的选用原则1.3 切削参数介绍切削速度、进给量和切削深度的概念解释切削参数对加工质量的影响第二章：金属切削机床2.1 机床概述介绍金属切削机床的分类和特点解释机床的主要组成部分（床身、主轴等）2.2 数控机床介绍数控机床的定义和工作原理解释数控编程的基本概念和步骤2.3 机床选用与维护介绍机床选用的考虑因素（加工需求、预算等）解释机床的日常维护和保养方法第三章：金属切削加工方法3.1 车削加工介绍车削加工的定义和应用范围解释车削加工的基本步骤和操作要点3.2 铣削加工介绍铣削加工的定义和应用范围解释铣削加工的基本步骤和操作要点3.3 钻削加工介绍钻削加工的定义和应用范围解释钻削加工的基本步骤和操作要点第四章：金属切削工艺与参数调整4.1 切削工艺概述介绍切削工艺的概念和作用解释切削工艺的分类和选用原则4.2 切削参数调整介绍切削速度、进给量和切削深度的调整方法解释切削参数调整对加工质量的影响4.3 切削液的使用介绍切削液的作用和种类解释切削液的使用方法和注意事项第五章：金属切削加工质量控制5.1 加工质量概述介绍加工质量的概念和重要性解释加工质量的评估方法和指标5.2 加工误差分析介绍加工误差的种类和产生原因解释加工误差控制的方法和措施5.3 加工质量改进介绍加工质量改进的方法和步骤解释加工质量持续改进的重要性和实施策略第六章：金属切削刀具选择与应用6.1 刀具材料介绍常用刀具材料的特性与应用范围解释不同材料刀具的选用原则6.2 刀具几何参数介绍刀具几何参数（前角、后角等）的概念和作用解释刀具几何参数对加工质量的影响6.3 刀具选择与应用介绍刀具选择的方法和步骤解释刀具在实际加工中的应用技巧第七章：金属切削加工安全与环保7.1 安全操作规程介绍金属切削加工中的安全操作规程解释遵守安全操作规程的重要性7.2 常见事故预防与处理分析金属切削加工中常见事故的原因和预防措施介绍事故发生时的应急处理方法7.3 环保意识与实践强调金属切削加工中对环境保护的重要性介绍实施绿色加工的方法和途径第八章：金属切削加工实例分析8.1 轴类零件加工分析轴类零件的加工工艺和操作要点解释不同材料轴类零件的加工方法选择8.2 平面零件加工分析平面零件的加工工艺和操作要点解释不同材料平面零件的加工方法选择8.3 腔体零件加工分析腔体零件的加工工艺和操作要点解释不同类型腔体零件的加工方法选择第九章：金属切削加工自动化与智能制造9.1 数控技术应用介绍数控技术在金属切削加工中的应用解释数控加工的优势和局限性9.2 辅助加工介绍在金属切削加工中的应用解释辅助加工的优势和局限性9.3 智能制造发展趋势探讨金属切削加工行业向智能制造转型的趋势分析智能制造对金属切削加工的影响和挑战第十章：金属切削加工技能提升与职业发展10.1 技能提升途径介绍金属切削加工技能提升的途径（培训、实践等）解释持续学习与技能提升的重要性10.2 职业资格认证介绍金属切削加工行业的职业资格认证体系解释获得职业资格认证的意义和价值10.3 职业发展规划探讨金属切削加工职业技能人员的职业发展路径分析职业发展规划的制定方法和注意事项重点解析本文教案主要围绕金属切削加工展开，涵盖了基础概念、机床种类、加工方法、工艺参数、刀具选择、安全环保、实例分析、自动化智能制造以及职业发展等多个方面。
数控知识
在切削加工中，切削速度（Vc）、进给量（f）和切深（ap）这三个参数是相互关联的。在粗加工中，为了提高效率，一般采用较大的切深（ap）。此时切削速度（Vc）和进给量（f）相对较小；而在半精加工和精加工阶段，一般采用较大的切削速度（Vc）、较小的进给量（f）和切深（ap），以获得较好的加工质量（包括表面粗糙度、尺寸精度和形状精度）。
表1-1 各种机床的主运动和进给运动
机床类型 主运动 进给运动
（数控）车床 主轴（工件） 刀架
（数控）铣床 主轴（刀具） 工作台
（数控）磨床 主轴（砂轮） 工作台（或砂轮轴，视磨床种类而定）
（数控）镗床 主轴（刀具） 工作台
从以上的分析中，我们可以知道：在车削加工中，主运动要消耗比较大的能量，才能完成切削。与之相比，进给运动所要消耗的能量要小一些。在普通车床中，主运动和进给运动的动力都来源于同一台电机。通过一系列的机械传动，把能量分配给主运动和进给运动，进而实现车削加工。在数控车床中，主运动和进给运动是分别由不同的电机来驱动的，分别称为主轴电机和坐标轴伺服电机。它们由机床的控制系统进行控制，完成加工任务。
图1-4 车刀示意图
车刀切削部分的主要构成为：
1．前刀面（Aγ） 切削加工而得的切屑经过的刀片表面
2，主后刀面（Aα） 刀具片上与过渡表面相对的表面
3．副后刀面（Aα`） 刀具片上与已加工表面相对的表面
4．主切削刃（S） 前刀面与主后刀面相交而得到的切削刃。用于切出工件上的过渡表面，完成主要的金属切除。主切削刃是主要的加工刃
后角 α0 后刀面与切削平面的夹角
主偏角 κγ 主切削平面与假定进给运动方向之间的夹角
副偏角 κγ, 副切削平面与假定进给运动反方向之间的夹角
表1-1 各种机床的主运动和进给运动
机床类型 主运动 进给运动
（数控）车床 主轴（工件） 刀架
（数控）铣床 主轴（刀具） 工作台
（数控）磨床 主轴（砂轮） 工作台（或砂轮轴，视磨床种类而定）
（数控）镗床 主轴（刀具） 工作台
从以上的分析中，我们可以知道：在车削加工中，主运动要消耗比较大的能量，才能完成切削。与之相比，进给运动所要消耗的能量要小一些。在普通车床中，主运动和进给运动的动力都来源于同一台电机。通过一系列的机械传动，把能量分配给主运动和进给运动，进而实现车削加工。在数控车床中，主运动和进给运动是分别由不同的电机来驱动的，分别称为主轴电机和坐标轴伺服电机。它们由机床的控制系统进行控制，完成加工任务。
图1-4 车刀示意图
车刀切削部分的主要构成为：
1．前刀面（Aγ） 切削加工而得的切屑经过的刀片表面
2，主后刀面（Aα） 刀具片上与过渡表面相对的表面
3．副后刀面（Aα`） 刀具片上与已加工表面相对的表面
4．主切削刃（S） 前刀面与主后刀面相交而得到的切削刃。用于切出工件上的过渡表面，完成主要的金属切除。主切削刃是主要的加工刃
后角 α0 后刀面与切削平面的夹角
主偏角 κγ 主切削平面与假定进给运动方向之间的夹角
副偏角 κγ, 副切削平面与假定进给运动反方向之间的夹角
第 一章 金属切削的基础知识
背吃刀量
在垂直于主运动方向和进给方向的工 作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表 面的接触长度。对于外圆车削，背吃刀量 为工件上已加工表面和待加工表面间的垂 直距离，单位为mm。即ap=(dw-dm)/2 其中： dw—工件待加工表面的直径，(mm)； dm—工件已加工表面的直径， (mm)。
切削层参数
二、刀具角度
刀具的组成部分
（１）刀具静止参考系
劈柴
斧头角度
切西瓜
水果刀角度
外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分 （又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削 刃和刀尖所组成。其定义分别为： （1）前面 刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 （2）主后面 刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表 面。 （3）副后面 刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。 （4）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切 削工作。 （5）副切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃 完成切削工作，并最终形成已加工表面。 （6）刀尖 主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可 以是小的直线段或圆弧。
切削速度 Vc
切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度 主运动为旋转运动： 切削速度一般为其最大线速度。
由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算 时常用最大切削速度代表刀具的切削速度 Vc = πdn/1000 m/s 或 m/min 式中：d：工件或刀具的直径，mm n: 工件或刀具的转速，r/s 或r/min
（３）高速钢
高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工 具钢。它的耐热性、硬度和耐磨性虽低于硬质 合金，但强度和韧度却高于硬质合金(表1—1)， 工艺性较硬质合金好，而且价格也比硬质合金 低。普通高速钢如W18Cr4V是国内使用最为普 遍的刀具材料，广泛地用于制造形状较为复杂 的各种刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀 具和其他成形刀具等。
第一章金属切削机床总体设计
（3）非自动化小型机床： φ＝1.58，1.78甚至2， 公比取大值；
（4）专用机床： φ＝1.12，1.26
三、动力参数
1、主电动机功率的确定
P主 P切 P空 P附
其中：P切——切削工件所消耗的功率（kW） ；
P空——空载功率（kW） ；
P附——随负载增加而增加的附加机械摩擦损 耗功率（kW）
四、提高动刚度的措施
1、抗振性能的提高； 2、减小热变形； 3、降低噪声。
五、造型设计
1、造型应使机床整体统一，均衡稳定，比例协调；
2、色彩可配合造型达到人的审美要求。
第四节 主要技术参数的确定
一、尺寸参数
1、主参数代表机床规格的大小，是最重要的尺 寸参数； 2、还包括机床的第二主参数。
二、运动参数
Z Pa Pb Pc Pd
二、运动参数
2、主轴转速的合理排列 主轴转速按等比数列排列的原因如下：
（2）使用方便，最大相对转速损失率相等
n j n1
j 1
1000 v 1000 v d n j n1 j 1
lg d lg v (3 0.479 lg n1 ) ( j 1) lg lg v ( j 1) lg k
二、选择传动形式和支承型式
支承形式：
1、卧式支承是中小型机床的首选；
2、立式适于加工大尺寸工件的机床和箱体零件， 且工作台移动进给的 机床；
3、单臂支承用于摇臂钻床、单柱立车；
4、龙门框架式支承适用于立式大型机床.
三、安排操作部位
1、机床各部件相对位置的安排； 2、工件安装高度应考虑人身高度； 3、常用手柄应集中设置在操作者正常活动范围内； 4、应根据工作要求的性质和精度确定最佳视距； 5、视觉接受的信号源尽量水平排列，使用人眼最容 易辨别的颜色及其配合。
第一章数控机床的产生和发展.pptx
程序载体
输入装置
CNC装置
伺服系统
机床本体
位置反馈信号 辅助动作信号
1、程序载体
程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件 的位移信息。
载体—穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存RAM） 2、输入装置
作用：将程序载体内有关加工的信息读入CNC装置 穿孔纸带—光电阅读机 磁带—录放机 磁盘—驱动器和驱动卡 MDI—手动输入
集成电路 特点：很高柔性
五、按加工方式分类
1、金属切削类数控机床
1）数控车床（NC Lathe）。 2）数控铣床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine Center）。 4）数控钻床（NC Drilling Machine）。 5）数控镗床（NC Boring Machine）。 6）数控齿轮加工机床（NC Gear Holling Machine）。 7）数控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。
❖角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等
精度低于闭环系统
系统调试较容易，稳定性也较好
齿轮箱
工作台
指令脉冲
数控装置
位置比较 电路
速度控制 电路
测量装置
伺服 电动机
测速元件
检测元件
四、按所用数控装置类型分类
1、硬件式数控机床（NC机床） 组成：晶体管和集成电路 特点：通用性、灵活性差，制造周期长、成本高 2、软件式数控机床（CNC机床） 组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模
3、CNC装置
作用：接收输入装置输入的加工信息，完成数值
计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。 电动机
4、伺服系统 速度控制单元 测量反馈单元
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分
单刀机床 多刀机床 单轴机床 多轴机床
普通机床
7.按机床的 数控功能分
数控机床 加工中心 柔性制造单元
柔性制造系统
30
概述
一、机床的基本组成
1.动力源 为机床提供动力(功率)和运动的驱动部分，如 各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液 压泵、液压马达等。 2.传动系统 包括主传动系统、进给传动系统和其它运动的 传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主 轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。 3.支承件 用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承 受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等。支承 件是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。
种加工机床，锯床和其他加工机床等12类，每类按工艺特征
和结构特征的不同，细分为若干组，而每组又细分为系（系
列）。
车床 C
钻床 Z
铣床 X
镗床 T
磨床 M 齿轮加工机床 Y
拉床 L
螺纹加工机床 S
锯床 G 刨插床按加工性质 和
所用刀具分 12类
车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 特种加工机床 锯床 其它机床
消费世界第一(2010-4统计)、进口第一、生产第三的位置。
•
中国数控机床展览会自2006年起逢双年在上海举办。作
为一个重要的机床展览，CCMT得到了众多参展商和最终用户
的一致认可。
•
第五届中国数控机床展览会在北京举行（2008年4月21～
24日，这次展会的主题是展示国产数控机床最新的成果）。
•
相继启动的重要、重大项目都对数控产品在技术性能和
3、机床在国民经济中的地位
二十一世纪制造业是我国的支柱产业之一；我国是制造业发展的重要基地。 1).在工业、农业、国防和科研领域中，在人们的日常生活里，大量使用着各
种各样的机器、仪器、工具等，这些机器、仪器等又大多是以金属零件所组成。零 件的制造方法有很多，如铸造、锻造、焊接、冲压等。但凡属尺寸精度、几何精度、 位置精度要求较高，表面粗糙度要求较细的零件，一般都要求用切削加工的方法制 造。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯（或半成品）加工成机器零件的机器。
序，适用于大批量生产。
• 2、按加工精度分类：
•
普通精度机床、精密机床和高精度机床。
• 3、按自动化程度分类：
•
手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。
• 4、按重量与尺寸分类：
•
仪表机床、一般机床、大型机床（重量达到l0t）、重型机床（重量在30t以上
）、超重型机床（重量在100t以上）。
• 5、按机床主要工作部件的数目分类：
车床
产品型号 CA6136 产品规格 Φ360×750
10
产品型号 CA6140 产品规格 Φ400×1000
车床
11
产品型号 CAK6140V 产品规格 Φ400×1000
数 控 车 床
12
产品型号 CK6125 产品规格 Φ450×350
数 控 车 床
磨床
14
钻 床
15
X718
统与人工智能（数控）
• 效率优先与适度自动化理念（新概念）
3、现代机床的发展趋势：
•
1.多样化 精密化 高效化 自动化 柔性化
•
2.数控机床的比重迅速上升
•
3.机械部件的比重不断下降 ，电子硬件和软件
的比重不断上升
•
金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实
践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来
•
单轴、多轴、单刀或多刀机床。
• 6、按机床具有的数控功能分类：
•
普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。
三、机床的分类（掌握）
•
金属切削机床种类虽然很多，最基本的是按机床的主要
加工方法,所用刀具及其用途分类。只有车床、铣床、刨床、
磨床和钻床等5种，其他各种机床都由这5种机床演变而成。
如镗床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨插床，拉床，特
铣床
16
X3010
铣床
17
XKA5032A
数 控 铣 床
18
L6104
拉床
19
BK60100
刨床
20
产品型号 G6530A
锯
床
21
产品型号 TK54100 产品规格1000×1250
数 控 镗 床
22
产品型号TH5940 产品规格400×630×2
加 工 中 心
23
铣削过程
24
插齿过程
• 普通机床：单件小批量生产 • 专用机床，刚性自动线：少品种大批量生产 • 数控机床，柔性自动线：多品种小批量生产
• 2、从基础科学的应用看机床的发展
• 经典力学的应用：牛顿力学，流体力学（普通） 光学、电学的运用：光学定位、测量技术、电气
控制（坐标） • 控制理论，信息技术的应用：数控技术、专家系
的。
4、我国机床工业的水平和机床的发展
•
我国机床工业的水平： 起点较低，差距较大，进步
很快；我国机床工业水平:数控普及率5％、联动轴数6、分辨
率1μ m、规格为中小型和经济型。
• 世界机床工业先进水平：数控普及率80％、联动轴
数19、分辨率:0.01μ m、规格为大型、精密型
•
我国经济持续快速发展。连续9年，中国继续保持了机床
2).金属切削机床是加工机器零件的主要设备。担负的工作量，约占机器总制 造工作量的４０％～６０％，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和 劳动生产率。
3) 一个国家机床工业的技术水平，机床拥有量及现代化程度，是衡量这个 国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。
二、机床的发展概况
• 1、从商品生产的发展看机床的变革
功能等方面提出了更高的要求。
三、机床的分类
• 1、按机床工艺范围宽窄分类：
•
通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较
广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。
•
专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某
一道（或几道）特定工序。
•
专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工
金属切削机床与数控机床
概述 陈龙灿
绪
论
一、金属切削机床及其作用
• 1、概念 • 用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器
，简称机床。
• 广义的机床：金属加工的机器 • 2、机械制造中的金属切削机床的作用 • 核心作用：工欲善其事 ，必先利其器 • 基础作用：装备水平 -- 现代化与综合实力 • 先驱作用：机械技术向机械科学发展
25
滚齿过程
26
拉齿过程
2.按机床的通 用性程度分
3.按机床工 作精度分
通用机床 专门化机床 专用机床
普通机床 精密机床 高精度机床
28
4按机床的自 动化程度分
手动机床 机动机床 半自动机床 自动机床
仪表机床
5.按机床重 量和尺寸分
中型机床 大型机床 重型机床
超重型机床
29
6.按机床主 要部件数目
单刀机床 多刀机床 单轴机床 多轴机床
普通机床
7.按机床的 数控功能分
数控机床 加工中心 柔性制造单元
柔性制造系统
30
概述
一、机床的基本组成
1.动力源 为机床提供动力(功率)和运动的驱动部分，如 各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液 压泵、液压马达等。 2.传动系统 包括主传动系统、进给传动系统和其它运动的 传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主 轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。 3.支承件 用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承 受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等。支承 件是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。
种加工机床，锯床和其他加工机床等12类，每类按工艺特征
和结构特征的不同，细分为若干组，而每组又细分为系（系
列）。
车床 C
钻床 Z
铣床 X
镗床 T
磨床 M 齿轮加工机床 Y
拉床 L
螺纹加工机床 S
锯床 G 刨插床按加工性质 和
所用刀具分 12类
车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 特种加工机床 锯床 其它机床
消费世界第一(2010-4统计)、进口第一、生产第三的位置。
•
中国数控机床展览会自2006年起逢双年在上海举办。作
为一个重要的机床展览，CCMT得到了众多参展商和最终用户
的一致认可。
•
第五届中国数控机床展览会在北京举行（2008年4月21～
24日，这次展会的主题是展示国产数控机床最新的成果）。
•
相继启动的重要、重大项目都对数控产品在技术性能和
3、机床在国民经济中的地位
二十一世纪制造业是我国的支柱产业之一；我国是制造业发展的重要基地。 1).在工业、农业、国防和科研领域中，在人们的日常生活里，大量使用着各
种各样的机器、仪器、工具等，这些机器、仪器等又大多是以金属零件所组成。零 件的制造方法有很多，如铸造、锻造、焊接、冲压等。但凡属尺寸精度、几何精度、 位置精度要求较高，表面粗糙度要求较细的零件，一般都要求用切削加工的方法制 造。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯（或半成品）加工成机器零件的机器。
序，适用于大批量生产。
• 2、按加工精度分类：
•
普通精度机床、精密机床和高精度机床。
• 3、按自动化程度分类：
•
手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。
• 4、按重量与尺寸分类：
•
仪表机床、一般机床、大型机床（重量达到l0t）、重型机床（重量在30t以上
）、超重型机床（重量在100t以上）。
• 5、按机床主要工作部件的数目分类：
车床
产品型号 CA6136 产品规格 Φ360×750
10
产品型号 CA6140 产品规格 Φ400×1000
车床
11
产品型号 CAK6140V 产品规格 Φ400×1000
数 控 车 床
12
产品型号 CK6125 产品规格 Φ450×350
数 控 车 床
磨床
14
钻 床
15
X718
统与人工智能（数控）
• 效率优先与适度自动化理念（新概念）
3、现代机床的发展趋势：
•
1.多样化 精密化 高效化 自动化 柔性化
•
2.数控机床的比重迅速上升
•
3.机械部件的比重不断下降 ，电子硬件和软件
的比重不断上升
•
金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实
践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来
•
单轴、多轴、单刀或多刀机床。
• 6、按机床具有的数控功能分类：
•
普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。
三、机床的分类（掌握）
•
金属切削机床种类虽然很多，最基本的是按机床的主要
加工方法,所用刀具及其用途分类。只有车床、铣床、刨床、
磨床和钻床等5种，其他各种机床都由这5种机床演变而成。
如镗床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨插床，拉床，特
铣床
16
X3010
铣床
17
XKA5032A
数 控 铣 床
18
L6104
拉床
19
BK60100
刨床
20
产品型号 G6530A
锯
床
21
产品型号 TK54100 产品规格1000×1250
数 控 镗 床
22
产品型号TH5940 产品规格400×630×2
加 工 中 心
23
铣削过程
24
插齿过程
• 普通机床：单件小批量生产 • 专用机床，刚性自动线：少品种大批量生产 • 数控机床，柔性自动线：多品种小批量生产
• 2、从基础科学的应用看机床的发展
• 经典力学的应用：牛顿力学，流体力学（普通） 光学、电学的运用：光学定位、测量技术、电气
控制（坐标） • 控制理论，信息技术的应用：数控技术、专家系
的。
4、我国机床工业的水平和机床的发展
•
我国机床工业的水平： 起点较低，差距较大，进步
很快；我国机床工业水平:数控普及率5％、联动轴数6、分辨
率1μ m、规格为中小型和经济型。
• 世界机床工业先进水平：数控普及率80％、联动轴
数19、分辨率:0.01μ m、规格为大型、精密型
•
我国经济持续快速发展。连续9年，中国继续保持了机床
2).金属切削机床是加工机器零件的主要设备。担负的工作量，约占机器总制 造工作量的４０％～６０％，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和 劳动生产率。
3) 一个国家机床工业的技术水平，机床拥有量及现代化程度，是衡量这个 国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。
二、机床的发展概况
• 1、从商品生产的发展看机床的变革
功能等方面提出了更高的要求。
三、机床的分类
• 1、按机床工艺范围宽窄分类：
•
通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较
广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。
•
专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某
一道（或几道）特定工序。
•
专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工
金属切削机床与数控机床
概述 陈龙灿
绪
论
一、金属切削机床及其作用
• 1、概念 • 用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器
，简称机床。
• 广义的机床：金属加工的机器 • 2、机械制造中的金属切削机床的作用 • 核心作用：工欲善其事 ，必先利其器 • 基础作用：装备水平 -- 现代化与综合实力 • 先驱作用：机械技术向机械科学发展
25
滚齿过程
26
拉齿过程
2.按机床的通 用性程度分
3.按机床工 作精度分
通用机床 专门化机床 专用机床
普通机床 精密机床 高精度机床
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4按机床的自 动化程度分
手动机床 机动机床 半自动机床 自动机床
仪表机床
5.按机床重 量和尺寸分
中型机床 大型机床 重型机床
超重型机床
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6.按机床主 要部件数目